Controle biológico com o uso de vírus e bactérias

Fernando Hercos Valicente

Manejo integrado de pragas • É a seleção inteligente e uso das ações para

o controle de pragas que irá assegurar conseqüências favoráveis (econômicas, ecológicas e sociológicas)

• Conceito de praga: inseto que causa dano e redução da produção, causando prejuízo econômico

• Nem todo dano na planta é intolerável

Manejo de Pragas – Princípios

• Reconhecimento das pragas chaves da cultura • Reconhecimento de inimigos naturais das

principais pragas da cultura

• Amostragem da população de insetos (Bt e não Bts) - pragas – pragas primárias e secundárias

• Escolher as táticas de controle disponíveis

• MONITORAMENTO – SEMPRE • Tanto para plantas Bts e não Bts

Controle biológico: Ação de parasitas, predadores ou patógenos sobre uma população de hospedeiros que produz uma posição geral de equilíbrio mais baixa do que predominaria na ausência destes agentes (Stern, 1959)

Smith, 1919 – O uso de inimigos naturais (introduzidos ou manipuilados) para controlar insetos pragas

Métodos culturais

Controle Químico

Planta (Cultura)

Solo Clima

Pragas

Insetos e microrganimos

benéficos

Agentes de controle Vírus Fungos

Bactérias etc

Levantamento a campo

Identificação dos agentes

Postulados Kock

Multiplicação

CL50, TL50, concentrações etc

Caracterização

Observação em laboratório

Criação artificial do inseto praga

Melhores condições de multiplicação

Agentes microbianos

• Produção em larga escala – Máquinas

– Equipamentos

• Formulação – Pó

– Concentrado emulsionável

– grânulo

• Teste de prateleira

• Experimentos de campo

• Validação

• Caracterização molecular – DNA (enz.restrição)

– Proteína

– Clonagem de genes

– Expressão gênica

Patógenos

• Organismos que causam doenças em seus hospedeiros. Agentes mais comuns: vírus, fungos, bactérias, nematóides, protozoários etc.

Pragas da cultura do milho

Pragas de milho

• Lagarta do cartucho

• Broca da cana

• Lagarta elasmo

• Lagarta da espiga

• Curuquerê dos capinzais

• Helicoverpa armigera

Helicoverpa armigera

Foto: Arthur Torres

Criação artificial • Lagarta come mais plástico que as outras (Spodoptera

frugiperda)

Criação artificial • Ovos colocados isoladamente

Lagartas recém eclodidas

Mocis latipes – curuquerê dos capinzais Ocorrência generalizada em várias regiões Difícil de criar em laboratório

Spodoptera frugiperda • U$500 a 600 milhões de dólares/ano

DANOS

Controle da lagarta do cartucho

• Controle químico – não pode ser descartado • Controle cultural

• Controle biológico – Parasitóides – Predadores

– Patógenos •Vírus •Bactérias • Fungos • etc

Produção de biopesticidas • Isolado específico para a praga em

questão • Produção em pequena escala • Otimizar produção – • Produto final – estabilização – Protetor UV – Inerte – Controle de qualidade – concentração

Produção em grande escala

Criação do inseto

Temperatura de incubação

Idade do inseto

Controle biológico com Baculovirus

» Tópico – Arial 18pt

» Tópico

» Tópico

» Tópico

» Tópico

Baculovirus

• Nucleopoliedrovirus - NPV – Mais estudados

– Ataca várias espécies de lepidopteros

• Granulovirus - GV

NPV

Características desejáveis de um patógeno

• Alta virulência aos insetos alvos

• Inócuo às outras formas de vida, inclusive insetos benéficos, plantas e vertebrados

• Não pode ter resíduo tóxico

• Longa permanência no campo

• Capacidade de dispersão

• Produção fácil e econômica, sem perda de viabilidade ou virulência

Baculovirus

• Sintomas: • perda de apetite • redução na mobilidade • descoloração do corpo • corpo flácido e aparência oleosa • morrem dependuradas pelas patas

abdominais em folhas e ramos da parte superior da planta hospedeira

Produção em larga escala lagarta do cartucho

• Problema a ser resolvido:

• Liquefação das larvas mortas – dificuldade de coleta – larvas devem ser congeladas antes.

Liquefação congelamento de larvas

dificuldade de coleta trabalho intenso

alto custo de produção

Baculovirus • Liquefação da lagarta do cartucho -

• Banco de Baculovirus – 22 isolates –

• Pode matar outras espécies? – bioensaios

Baculovirus – isolado 6

•Não causa liquefação de larvas mortas - imediatamente após a morte

•Fáceis de coletar

•Reduz trabalho

• Não há perda de PIBs

Experimentos de campo Janaúba/MG

Sete Lagoas/MG

Considerações na aplicação.

• - Luz solar - raios UV fator mais importante para a desativação de produtos biológicos.

• hora de aplicação – final da tarde.... • - Arquitetura da planta - milho / feijão • - Formulações e métodos de aplicação-

formulação deve manter sobrevivência do patógeno e armazenado sem perder a eficácia

Considerações na aplicação

- Os aparelhos de aplicação podem ser os mesmos para os químicos

- Tamanho da planta

- Maior problema: JATO DIRIGIDO

Experimentos para teste de produtos

-Produto (biológico ou não) NÃO atinge o cartucho da planta. - Pouca água e alta velocidade do trator - Problemas com resistência a inseticidas químicos, mas o maior problema é de como atingir o inseto dentro do cartucho

Produção em larga escala

• Liquefação do tegumento do

inseto

• Canibalismo

Hospedeiro alternativo Não canibal

S. cosmioides

Hospedeiro alternativo NÃO canibal

Formulação – produto finalizado – teste de prateleira – mais de 2 anos

Biofábrica de Baculovirus – Uberaba/MG

H. armigera

H. zea

Baculovirus – falsa medideira

Controle biológico com Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis

• Natural do solo, insetos mortos, filoplano, água e resíduos de grãos

• Bactéria Gram positiva, forma esporos e, produz cristal proteíco durante o processo de esporulação

cry 1 Aa1

1 Aa2

1 Aa3

: :

cry 1 Aa15

1 Ab1

: :

cry 1 Ai1

1 Ba1

1 Ba2

: :

cry 1 Bg1

cry 1 Ca2

Cb1

: :

cry 1 La1

cry 2 Aa1

2 Aa2

: :

2 Aa11

: :

2 Ae1

: :

cry 3 Aa1

: :

: :

cry 9 Aa1

: :

cry 27 Aa1

: :

cry 74 Aa1

Cepa 344

B.t. tolworthi

Foto: Arthur Torres

Isolamento

• Microscopia de contraste de fase

• Colônias com cristais foram reisoladas

Caracterização molecular

MM

cry1Ab – 418 pares de bases

600pb

400pb

344

116KDa

66KDa

Perfil de proteína

MM T09 344 HD125 1644

Pró-toxina – 130 – 160 kDa Fragmento tóxico – 55-70 kDa

Proteína Cry1

Bacillus thuringiensis

• Transgênicos

• Milho

• Soja

• Algodão

• etc

• Biopesticidas

• Fermentação

• Meio de cultura

• Estabilidade do produto

Bacillus thuringiensis

• Biopesticida mais produzido no mundo

• Processo fermentativo – líquido, sólido e semi-sólido

Produção de biopesticida a base de Bt

• Produção artesanal

• Arroz – substrato • Enriquecido com

fontes de C, N, sais • Autoclavado e

misturado com a cepa desejada

• Produção larga escala

• Meio líquido

• Fermentadores

• Meio de cultura – barato -

Meio de cultura

• Material de baixo custo

• Disponível no mercado

• Meio de cultura deve ser esterilizado

• Inóculo (cepa) sem contaminação

Meio de Cultura deve conter:

• Carbono – melaço de cana, glicose de milho, farelo de arroz, torta de oleaginosas, beterraba, etc

• Nitrogênio – farinha de soja, água de maceração de milho, levedura

• Sais- cálcio, zinco, manganês e magnésio

• Resíduo de abatedouro de frango

• Sistema aerado (O2) e com agitação constante

Produção artesanal: Arroz usado como substrato

• Misturado com fontes de carbono (glicose) e nitrogênio (farinha de soja)

• Autoclavado - esterilizado

• Inoculado com a cepa de Bt desejada

Exemplo prático

• Bacillus thuringiensis

– biofábricas

Conhecer o fermentador Como usar Esterilizar fermentador Esterilizar meio

O mesmo será realizado pela

Sec. Agricultura do RS e Fepagro

Enhancing small-holder rice and maize production using bacteria-plant extract

biopesticide

• Projeto liderado pela Embrapa Milho e Sorgo e Mali

• Países participantes: Mali, Burkina Faso e Niger

• Produção de Biopesticida a base de Bt

Experiência com Sementes Farroupilha – Patos de Minas/MG

Produção de Bt em larga escala

• Biofábrica em Patos de Minas/MG

• Capacidade do fermentador:2.000/5.000 e 10.000L

• Uso de Produtos da agricultura

• Funcionamento - 24 h

UM NOVO INVESTIMENTO DO GRUPO FARROUPILHA

- LABORATÓRIO DE FERMANTAÇÃO LÍQUIDA -

Produção de:

SF 95 - Controle da ferrugem da soja

Bacillus thuringiensis – Controle da lagarta do

cartucho do milho (Convênio EMBRAPA – CNPMS)

Produção larga escala - Farroupilha

• Mais de 200.000ha pulverizados

• Produção de 3.000 litros/semana

• Meio para produção é barato

• Formulação líquida e em pó

Biofábricas • Agroceres – transgênico – Bt/RNAi

• Simbiose – Baculovirus

• Vitae Rural – baculovirus

• Farroupilha - Bt

• Ballagro – Bt

• Ihara - Baculovirus

• BUG - Baculovirus

• IMAmt (Inst. Matogrossense de Algodão) – Baculovirus